Algunas funciones biológicas específicas de los metales alcalinos y

Algunas funciones bilógicas específicas de
los metales alcalino y alcalino-térreos
Algunas funciones
biológicas específicas de
los metales alcalinos y
alcalinotérreos
Química Bioinorgánica 2006
Roles biológicos de los
distintos metales
Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Ion
K+
Activación enzimática
(estructural)
Ribosomas
Mg2+
Activación enzimática
(estructural y catalítica)
Ribosomas
Quelatos con NTPs
Ca2+
Segundo mensajero
Activación muscular
Masa esquelética
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
intracelular
Na+
membrana
extracelular
Balance osmótico
electrolito
Balance osmótico
Activación enzimática
(estructural y catalítica)
Funciones específicas de los
iones de metales alcalinos
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
* REGULACIÓN DE POTENCIALES DE
MEMBRANA
Na+, K+
* ACTIVACIÓN ENZIMÁTICA
K+
Fr Ra
Química Bioinorgánica
Algunas funciones bilógicas específicas de
los metales alcalino y alcalino-térreos
Li Be
Na Mg
Regulación de potenciales de
membrana
ψ (-)
K+
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
ψ (+)
K+
Medio
intracelular
Medio
extracelular
Na+
Na+
Fr Ra
Li Be
Impulso nervioso
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Na Mg
K Ca
Activación enzimática
ALGUNAS ENZIMAS QUE CONTIENEN K+:
Adenilato ciclasa, aspartato kinasa, ADN polimerasa, serina deaminasa,
piruvato kinasa, Na+/K+ atepasa, aldehido deshidrogenasa
PIRUVATO KINASA
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Química Bioinorgánica
Algunas funciones bilógicas específicas de
los metales alcalino y alcalino-térreos
Funciones específicas de los iones
de metales alcalinotérreos
* FORMACIÓN DE QUELATOS CON
NUCLEÓTIDOS TRI FOSFATOS
Mg2+, Ca2+
* ACTIVACIÓN ENZIMÁTICA
* SEGUNDO MENSAJERO
Ca2+
* MASA ESQUELÉTICA
Ca2+
Formación de quelatos con
nucleótidos trifosfatos
Li Be
Na Mg
K Ca
Mg2+
Macroquelatos
INTERACCIÓN Mg 2+ - ATP
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Activación enzimática
Li Be
HIDRÓLISIS DE ATP
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Química Bioinorgánica
Algunas funciones bilógicas específicas de
los metales alcalino y alcalino-térreos
Li Be
Mecanismo de reacciones de
transferencia de fosfato
Na Mg
K Ca
Disociativo
(SN1)
X-PO32- + Y
→
Y-PO32- + X
Rb Sr
Cs Ba
Asociativo
(SN2)
(SN1,SN2) (SN1)
Fr Ra
Li Be
Modelo de enzima con Mg2+
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Na Mg
CLOROFILA:
Una función particular
del Mg2+
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Química Bioinorgánica
Algunas funciones bilógicas específicas de
los metales alcalino y alcalino-térreos
Li Be
Segundo mensajero
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Proteínas que unen Ca2+
Parvalbuminas
Calmodulinas
Troponina
Calsequestrinas
Trombina
Tripsina
Bipiramide
pentagonal
Prisma trigonal
con cara rectangular
apicada
Parvalbúmina que acepta
tanto Ca2+como Mg2+.
Se observan distintos
índices de coordinación
Estructura de algunas proteínas
que unen Ca2+
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Química Bioinorgánica
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los metales alcalino y alcalino-térreos
Li Be
Mecanismo de acción de Ca2+
Na Mg
K Ca
Algunas enzimas activadas
por el complejo
Ca2+-calmodulina:
Adenilato ciclasa,NO
sintetasa,
Ca2+ ATPasa, NAD kinasa.
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Ca2+ en la contracción muscular:
unión a troponina C
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Resonancia magnética nuclear
heteroatómica (RMN)
I≠0
E
B
mi = I, I-1, ....., (-I+1), -I
mi = - 1/2
∆E = hν = γhB0/2π
mi = + 1/2
Cs Ba
Fr Ra
0 Fuerza del campo magnético
Limitaciones: isótopo adecuado
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Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Testigos
Radio
Catión iónico
(nm)
Na+
0,098
Propiedades
23Na
RMN
(I= 3/2)
Propiedades
-
-
-
K+
0,133
RMN
(I= 3/2)
Tl+
0,140
RMN 203Tl
(I=1/2)
Mg2+
0,078
RMN 23Mg
(I= 5/2)
Mn2+
0,080
EPR,relajación
de RMN
Ca2+
0,106
RMN 43Ca
(I= 7/2)
Eu2+
0,112
EPR
Cs Ba
39K
Radio
Testigo iónico
(nm)
Fr Ra
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